Российские учёные обнаружили дыру в ионосфере из-за ракеты Илона Маска

18 ноября 2023 года ракета американской космической компании SpaceX, принадлежащей эксцентричному миллиардеру Илону Маску, взорвалась во время тестового полёта. Этим дело не закончилось, выяснили учёные.

Учёные из Института солнечно-земной физики СО РАН в Иркутске обнаружили, что взрыв ракеты SpaceX Starship в ноябре прошлого года стал причиной образования необычной плазменной дыры в ионосфере — то есть в верхнем слое атмосферы, который характеризуется высокой концентрацией свободных ионов и электронов. Об этом сообщает издание Сибирского отделения РАН «Наука в Сибири».

Что случилось?

В ноябре 2023 года, на третьей минуте запуска ракеты Starship весом пять тысяч тонн — самой крупной из когда-либо построенных — первая ступень отделилась от аппарата и взорвалась на высоте 90 километров. Корабль продолжил подъем на высоту 149 километров, а затем его подорвала автономная система безопасности из-за утечки жидкого кислорода и последующего возгорания. По словам основателя компании Илона Маска, ракета имела шанс выйти на орбиту, если бы несла с собой достаточно груза.

Международная команда исследователей, включая специалистов из Иркутска, изучила последствия этих взрывов для ионизированной части верхних слоев атмосферы Земли, которая простирается на высоте от 50 до тысячи километров.

В статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, они заключили, что вследствие неудачного запуска по атмосфере разошлись мощные ударно-акустические волны, следовавшие в необычном направлении — а также образовалась настоящая плазменная дыра, первая в своём роде, появившаяся по вине человека.

«Космический корабль летел со скоростью, превышающей скорость звука, и образовывал конусообразные атмосферные ударно-акустические волны – что-то похожее на волны, идущие вслед за быстро движущимся катером», — поясняет один из авторов статьи, доктор физико-математических наук Юрий Ясюкевич.

«Они имели очень большую амплитуду, но самым неожиданным было то, что наблюдалось много колебаний и что волны распространялись в северном направлении. Обычно при запусках космических аппаратов наблюдают распространение волн на юг».

По словам Ясюкевича, также вследствие взрыва из ионосферы на какое-то время исчезли заряженные электроны – то есть образовалась плазменная ионосферная дыра. Эти дыры не являются чем-то уникальным, они часто образовываются в результате действий человека: например, из-за выброса химических веществ в ракетном топливе, которые вступают в реакцию с ионизированными атомами кислорода, превращая их в обычные атомы и оставляя дыру в ионосфере.

Ракеты SpaceX часто являются причиной образования подобных зазоров во время разделения первой и второй ступеней ракет или сброса топлива при выходе в атмосферу. Через какое-то время атомы снова реионизируются и превращаются обратно в плазму. 

Однако учёный пояснил, что в этот раз топливо от ракеты Starship было ни при чем. 

«Это первый случай обнаружения нехимической плазменной дыры, образовавшейся в результате техногенного взрыва», – прокомментировал Юрий Ясюкевич.

Насколько сильно разрослась дыра в своём пике, остаётся неясным – но по данным спутников, уже через 30-40 минут пораженная часть ионосферы смогла полностью восстановиться.

Илон Маск создаст флот из тысячи кораблей, чтобы колонизировать Марс

Последствия возникновения таких дыр изучены недостаточно хорошо. Однако благодаря таким событиям, как взрыв Starship, исследователи могут лучше ознакомиться с процессами, происходящими в верхних слоях атмосферы — в том числе с тем, как влияет на них антропогенный фактор. 

«Самые большие научные продвижения всегда связаны с возникновением противоречий между наблюдательными фактами и нашим пониманием. Почему волны в этом событии пошли на север, какова природа этих волн? Подобные катастрофические явления, такие как взрыв корабля Starship, интересны именно потому, что можно увидеть эффекты, которые при более слабых событиях аппаратура неспособна обнаружить», – делится Ясюкевич.

«Анализируя данные и разбираясь в их природе, мы глубже понимаем устройство ионосферы, природу явлений, которые в ней происходят: как заряженные частицы взаимодействуют с нейтральными, как образуются нетипичные волны, которые мы наблюдали. Всё это вместе работает на очень важную задачу – понять устройство околоземного космического пространства и использовать его как естественный детектор процессов в различных геосферах».

Ноябрьский взрыв ракеты SpaceX стал вторым за 2023 год. 20 апреля прошлого года ракета была принудительно взорвана примерно через 4 минуты после старта вследствие неконтролируемого вращения, многочисленных отказов двигателей, утечки топлива и других проблем. Однако в тот раз образования ионосферной дыры зафиксировано не было – взрыв произошёл на гораздо меньшей высоте, примерно 29 километров, поэтому ударные волны не успели достичь верхнего слоя атмосферы. Последующие запуски ракет SpaceX были более удачными, и уже 14 марта 2024 года Starship смог выйти на орбиту. 

Эксперты предупреждают: спутники Starlink могут кого-нибудь убить

Источник